加湿对钝体燃烧器火焰内部速度场的影响

摘要

实验测量了钝体甲烷/湿空气回流扩散燃烧速度场,定量确定加湿状态下钝体回流燃烧火焰(Recirculationzoneflame)和中心射流主导火焰(Central-jetdominatedflame)的转换曲线,分析了加湿对燃烧稳定性的影响.实验中利用粒子图像速度场测量(PIV)技术对不同燃空速度比下的钝体加湿回流扩散燃烧流场进行了测量,考察不同火焰的结构特性及其内部流动状况.由火焰的速度场出发,确定了钝体加湿回流燃烧火焰和中心射流主导火焰的转换曲线.根据测量所得数据发现:加湿使得轴线上的最低速度值增大,最低速度点与钝体表面的距离减少;加湿增加了轴线上的最低速度与燃空速度比关系的复杂性,使得两者的函数关系由线性转变为非线性;加湿使得钝体回流空气的作用减弱,与钝体回流不加湿扩散燃烧流场相比,钝体回流加湿扩散燃烧流场的同流区比较容易被燃气穿透,更易形成中心射流主导火焰.实验表明,加湿减小了中心射流主导火焰的工作范围,降低了火焰燃烧的稳定性,却有利于燃烧室轴向尺寸的缩小.